INVE MEM 2011 105645

DOSSIER
FRUTALES DE PEPITA
ESTA ALTERACIÓN FISIOLÓGICA SE SUELE PRODUCIR TRAS LA RECOLECCIÓN Y PRODUCE PÉRDIDAS ECONÓMICAS
Avances en el control
del bitter pit en manzano
En este trabajo se realiza una sucinta recopilación de los
últimos avances en la investigación aplicada al control del
bitter pit en la Estación Experimental de Aula Dei (EEADJesús Val(1), Álvaro Blanco(1)
y Victoria Fernández(2)
(1)
Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC). (2) Escuela de
Ingeniería Técnica Forestal, Universidad Politécnica de Madrid.
E
l pardeamiento de los tejidos vegetales es una manifestación de daños mecánicos, ciertas alteraciones
fisiológicas, senescencia y reacciones de hipersensibilidad que inducen los microorganismos patogénicos. En general se
cree que el proceso de pardeamiento se produce a causa de la pérdida de compartimentación celular que provoca la oxidación de los
compuestos fenólicos por parte de la polifenoloxidasa, dando como resultado una polimerización de pigmentos similares a la mela-
CSIC). Se describen nuevas formulaciones y estrategias de
aplicación foliar con calcio, un método físico postcosecha
y el método de tinción selectiva de calcio en fruto.
nina (Vaughn and Duke, 1984). Las alteraciones fisiológicas de los frutos relacionadas
con calcio inducen la degradación de la pulpa del fruto en zonas amarronadas corchosas, que en el caso de la manzana da lugar a
distintas alteraciones fisiológicas entre las
que destaca la denominada como bitter pit.
El bitter pit ha sido tradicionalmente relacionado con la deficiencia de calcio en fruto
(Ferguson and Watkins, 1989). Los síntomas
se manifiestan generalmente tras la recolección, durante la etapa de conservación en frío,
lo que produce importantes pérdidas económicas ya que los frutos afectados deben ser
desechados manualmente y la producción no
puede destinarse directamente a su consumo
en fresco. Numerosos trabajos han demostrado la importancia de una correcta nutrición
cálcica para obtener producciones hortícolas
de calidad (Neilsen y Neilsen, 2003). Además,
se han descrito numerosas alteraciones fisiológicas en distintas especies hortofrutícolas relacionadas con desequilibrios en la nutrición
cálcica que se manifiestan en los órganos de
almacenamiento (Shear, 1975).
Recientes estudios han demostrado que
los tejidos acorchados de bitter pit, contienen concentraciones más altas de calcio,
magnesio y potasio que los tejidos sanos. Así
mismo, estos tejidos tienen mayor actividad
polifenoloxidasa y menor concentración de
carbohidratos (Val, 2003, Val et al., 2010).
Con respecto al perfil de proteínas de los tejidos del afectados por bitter pit, además de
otras, se ha descrito la aparición de una nueva proteína en la región de 18 kDa, que también aparece en los tejidos oxidados de los
frutos con lesiones mecánicas o atacados
por patógenos (Val et al., 2006).
Se han propuesto distintas hipótesis
que relacionan la alteración en el homeostato de calcio con la inducción de manchas
corchosas en el fruto (por ejemplo, alteraciones en la concentración de giberelinas
y/o ácido abscísico) (Saure, 2005, Ferguson y Watkins, 1989). Sin embargo, tras
más de cincuenta años de experimentación,
todavía no ha sido posible establecer estrategias prácticas de tratamiento que permitan con certeza prevenir o controlar la aparición de calciopatías.
Tratamientos
foliares de calcio
Debido a la limitada capacidad de los frutos para captar el calcio por vía radicular, el bitter pit y otras alteraciones similares del fruto
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VidaRURAL (15/Septiembre/2011)
FIGURA 1.
Porcentaje de afección por bitter pit en distintas fechas postrecolección
de los frutos tratados durante la estación de cultivo con distintas formulaciones de
calcio (adaptado de Blanco et al., 2010).
La adición de aditivos alimentarios a las soluciones de calcio,
que conferían propiedades de adherencia y prolongaban el
mantenimiento de la humedad en la superficie del fruto, fue
la clave para obtener una mejor absorción del calcio en el
fruto y una reducción de la tasa de bitter pit
CUADRO I.
Parámetros de calidad de la fruta en la recolección y tras cuatro meses de almacenamiento en
frío. Manzanas sometidas a un pretratamiento de diez días a bajo O2 (LOT), o directamente
almacenadas en frío normal (ST).
Tratamientos
Firmeza (N)
SST (%)
AV (mg l-1)
Post-recolección
Valores medios
68 ,5 ± 0 ,7
Valores de cromaticidad
L
a*
b*
14 ,3 ± 0 ,1
5 ,5 ± 0 ,2
73 ,0 ± 0 ,3
-11 ,6 ±0 ,4
41 ,4 ± 0 ,2
Después de 4 meses de almacenamiento en frío
LOT
53 ,0 ± 0 ,5
14 ,1 ± 0 ,1
ST
Significación
NS: no significativo;
5 ,0 ± 0 ,1
75 ,6 ± 0 ,2
-3 ,8 ± 0 ,2
47 ,6 ± 0 ,1
43 ,1 ± 0 ,7
12 ,2 ± 0 ,1
3 ,7 ± 0 ,1
72 ,7 ± 0 ,4
-7 ,8 ± 0 ,5
47 ,7 ± 0 ,4
●●●
●●●
●●●
●●●
●●●
NS
: significativo a p≤ 0,005 / Los datos son medios ± SE. / SST, sólidos solubles totales; AV, acidez valorable.
●●●
se han intentado controlar en campo mediante la aplicación de aspersiones foliares de calcio. En manzano, la bibliografía que describe
los principios activos de calcio más utilizados,
programas y estrategias de aplicación de tratamientos, es muy abundante (Blanco et al.,
2010). Sin embargo, en términos de calidad
de fruto y reducción de la incidencia de bitter
pit en los cultivos, los resultados publicados
por los distintos autores no siempre son consistentes. En nuestro caso, tras un estudio de
tres años en las variedades Smoothee Golden
Delicious y Fuji, en el que se ensayaron distintas estrategias de aplicación a lo largo de la
estación del cultivo y en el que la concentración aplicada de calcio fue tan alta que llegó a
producir efectos fitotóxicos, concluimos que a
pesar de haber obtenido un aumento significativo solo en la piel de los frutos tratados, la
efectividad de estos tratamientos para prevenir
el bitter pit era todavía muy escasa (Val et al.,
2008). En este mismo trabajo se concluyó que
la adición de aditivos a la solución de aspersión podría ser la clave para aumentar la eficacia de los tratamientos de calcio evitando los
efectos fitotóxicos. En este sentido se prosiguió
la investigación en manzano y también en melocotonero tardío de Calanda. La adición de
aditivos alimentarios a las soluciones de calcio (figura 1), que conferían propiedades de
adherencia y prolongaban el mantenimiento de
la humedad en la superficie del fruto, fue la
clave para obtener una mejor absorción del
calcio en el fruto y una reducción de la tasa de
bitter pit (Blanco et al. 2010).
Tratamientos
físicos postcosecha
A pesar de la implicación del calcio en la
aparición de fisiopatías, en el caso de la
manzana, se han desarrollado estrategias alternativas que no están fundamentadas en
la aplicación de calcio al fruto por vía foliar.
La investigadora israelí Edna Pesis (Pesis et
al., 2007), trabajando con la variedad Granny
Smith, descubrió que aplicando en postcosecha un pretratamiento de bajo oxígeno y
temperatura de 20ºC, conseguía una considerable reducción de escaldado. El grupo de
investigación Nutrición de Cultivos Frutales
de la EEAD-CSIC aplicó esta metodología a
manzanas Golden Reinders con el fin de verificar su efecto sobre la incidencia de bitter
pit (cuadro I y figura 2). En efecto, se comprobó que manteniendo las manzanas en
una atmósfera de bajo oxígeno a temperatura de 20ºC durante diez días, se consiguieron reducciones significativas en el porcentaje de frutos afectados por bitter pit (Val et
al., 2010). Además, éste no fue el único efecto observado; tras cuatro meses de conservación en frío convencional, los frutos tratados con bajo oxígeno mostraron valores de
firmeza más altos que los testigos a la vez
que su coloración fue más brillante y amarilla y más alto su contenido en sólidos solubles (foto 1). De estos datos puede dedu-
(15/Septiembre/2011) VidaRURAL
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DOSSIER
FRUTALES DE PEPITA
FIGURA 2.
Incidencia de bitter pit durante el
período de almacenamiento en frío de
manzanas Golden Reinders. Los frutos
fueron previamente tratados en bajo
O2 y 20ºC (LOT) durante 10 días (final
del tratamiento indicado por la flecha)
o directamente almacenados en frío
normal (ST).
cirse que el pretratamiento a 20ºC y bajo
oxígeno confirió a los frutos tratados unas características organolépticas y de calidad excepcionales.
Tinción selectiva de
calcio en frutos carnosos
Otra de las aportaciones del Grupo de
Investigación al estudio de la distribución
del calcio en el fruto, de especial importancia para el diagnóstico e investigación
de las calciopatías, ha consistido en el
desarrollo de un método patentado en
2003 (Val, 2003) y publicado en 2008
(Val et al., 2008), que permite evaluar de
forma visual tanto el calcio soluble como
el insoluble en secciones de fruto (foto
2). Además, esta técnica puede aplicarse
fácilmente con fines histológicos.
Foto 2. Ejemplo de tinción específica de calcio en secciones de fruto sano (izquierda) y afectado por bitter pit (derecha). En
la parte superior se aprecia la huella de calcio soluble transferida a un soporte de papel.
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VidaRURAL (15/Septiembre/2011)
% bitter pit
Foto 1. Apariencia externa de manzanas tras cuatro meses de almacenamiento en frío. Los frutos fueron previamente
tratados en bajo O2, 20 ºC durante 10 días (derecha) o directamente almacenados en frío convencional (izquierda).
Días de recolección
Consideraciones finales
En los últimos años, los trabajo del grupo
de investigación Nutrición de Cultivos Frutales
de la EEAD-CSIC, han profundizado en la hipótesis de que el incremento de la nutrición cálcica en el fruto puede permitir mejorar la calidad del mismo y aliviar la incidencia de calciopatías. Por este motivo se han diseñado nuevos
tratamientos tendentes a optimizar la eficiencia
de las formulaciones de fertilizantes foliares
que permiten mejorar la captación de calcio
por el fruto a la vez que se deberían evitan los
efectos fitotóxicos que se han observado en
distintas especies al aplicar concentraciones
altas de Ca (>250 mM) (Val et al., 2008, Val y
Fernández, 2011). Esto es especialmente importante en el contexto de nuestras condiciones agroclimáticas de veranos secos y cálidos
que no favorecen la persistencia de las soluciones de calcio aplicadas por vía foliar en contacto con la piel del fruto. Debe tenerse presente que el calcio solo puede penetrar en el
fruto si se encuentra en forma iónica en una
solución acuosa. Las formulaciones foliares deben contener agentes que permitan la adhesión a la superficie del fruto y, a la vez, que
mantengan el calcio en solución el mayor tiempo posible. Ésta es la razón por la que se han
diseñado nuevas formulaciones con agentes
tensoactivos que disminuyen la tensión superficial y permiten la distribución de la solución
Bibliografía ▼
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en la superficie del fruto. Sin embargo, este requisito no es suficiente para garantizar la efectividad de la formulación, ya que si la formulación no contuviese un agente adhesivo, la solución de calcio se lixiviaría por gravedad, lo que es especialmente importante en la superficie de los frutos: ricas en ceras, lípidos y otros compuestos
hidrofóbicos (Fernandez et al., 2011). Además, también se han introducido agentes gelificantes con alto potencial higroscópico con el
propósito de evitar la desecación de la solución de aspersión, que se
produce en la superficie del fruto, de forma prácticamente inmediata en los microclimas secos y con alta temperatura ambiental.
Por otra parte, se ha abierto una nueva línea de investigación
que permite, de forma efectiva, controlar la incidencia de bitter pit en
manzana y mejorar la calidad postcosecha del fruto, utilizando, durante un corto periodo de tiempo, tratamientos físicos como una atmósfera modificada de muy bajo oxígeno y temperaturas de 20ºC
tras la recolección.
Finalmente, se ha desarrollado el uso del método de tinción específica de calcio, protegido por patente, que puede aplicarse al estudio macroscópico de tejidos de fruto u otros órganos vegetales y
también es de gran utilidad en histología. Esta técnica es una herramienta muy útil para la investigación de las alteraciones de calcio en
material vegetal. ●
Agradecimientos
Este trabajo ha sido financiado por los proyectos de investigación:
AGL2009-08501/AGR (Programa Nacional de Proyectos de Investigación Fundamental), e INIA (PET2007-09-C5), cofinanciado con fondos
FEDER).